ISSN-e: 2697-3650
Per
Â
ıodo: enero-abril, 2026
Revista Minerva
Vol. 7, N
Â
umero 19. (pp. 148-159)
Art´ıculo de revisi´on https://doi.org/10.47460/minerva.v7i19.282
Impacto de los insumos puzol
Â
anicos en las propiedades de
durabilidad del concreto: una revisi
Â
on sistem
Â
atica
Kevin Arturo Ascoy Flores*
https://orcid.org/0000-0003-2452-4805
p861200124@unitru.edu.p e
Universidad Nacional de Trujillo
Trujillo, Per
´
u
Angelita Cabrera de Cipriano
https://orcid.org/0000-0003-3490-5011
acabrera@unitru.edu.pe
Universidad Nacional de Trujillo
Trujillo, Per
´
u
*Autor de correspondencia: p861200124@unitru.edu.pe
Recibido: (12/11/2025), Aceptado: (14/01/2026)
Resumen. Este art
´
ıculo presenta una revisi
´
on sistem
´
atica sobre el efecto de materiales cementantes
suplementarios naturales e industriales, incluyendo escoria granulada de alto horno (GGBS), humo de
s
´
ılice, ceniza volc
´
anica, zeolita natural y diatomita, en las propiedades f
´
ısicas, mec
´
anicas y de durabilidad
del concreto. A partir del an
´
alisis de estudios publicados entre 2021 y 2025, se identiĄcaron patrones
consistentes de reĄnamiento microestructural, reducci
´
on de permeabilidad y mejora en la resistencia
frente a agentes agresivos. Los resultados muestran que el desempe
˜
no depende del tipo de insumo,
su Ąnura, el rango de reemplazo y las condiciones de curado. La evidencia sugiere que la mejora en
durabilidad responde a la interacci
´
on entre reacci
´
on puzol
´
anica y efecto Ąller. Esta s
´
ıntesis contribuye
a orientar el dise
˜
no de concretos sostenibles basados en desempe
˜
no y a fortalecer criterios t
´
ecnicos
alineados con los desaf
´
ıos ambientales contempor
´
aneos.
Palabras clave: materiales cementantes suplementarios, durabilidad del concreto, reĄnamiento mi-
croestructural, sostenibilidad en construcci
´
on.
Impact of Pozzolanic Materials on the Durability Properties of Concrete: A
Systematic Review
Abstract. This article presents a systematic review on the effect of natural and industrial supplementary
cementitious materials (SCMs) Űincluding ground granulated blast furnace slag (GGBS)Ű silica fume,
volcanic ash, natural zeolite, and diatomite, on the physical, mechanical, and durability properties of
concrete. Based on the analysis of studies published between 2021 and 2025, consistent patterns of
microstructural reĄnement, permeability reduction, and improved resistance to aggressive agents were
identiĄed. The results indicate that performance depends on the type of material, its Ąneness, replace-
ment ratio, and curing conditions. The evidence suggests that durability enhancement is associated
with the interaction between pozzolanic reaction and Ąller effect. This synthesis contributes to guiding
the design of performance-based sustainable concretes and to strengthening technical criteria aligned
with contemporary environmental challenges.
Keywords: supplementary cementitious materials, concrete durability, microstructural reĄnement, sus-
tainable construction.
Ascoy K., y Cabrera A. Impacto de los insumos puzolÂanicos en las propiedades de durabilidad del concreto
148
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I. INTRODUCCI
Â
ON
El concreto constituye el material de construcci
´
on m
´
as utilizado a nivel mundial y representa el
pilar estructural del desarrollo urbano contempor
´
aneo. No obstante, su producci
´
on depende en gran
medida del cemento Portland, cuya fabricaci
´
on implica un elevado consumo energ
´
etico y una signi-
Ącativa emisi
´
on de di
´
oxido de carbono. En este contexto, la comunidad cient
´
ıĄca y la industria de
la construcci
´
on han intensiĄcado los esfuerzos orientados a reducir la huella ambiental del concreto
mediante la incorporaci
´
on de materiales cementantes suplementarios (SCMs), entre los cuales destac an
las escorias granuladas de alto horno molidas (GGBS), las cenizas volc
´
anicas, la s
´
ılice fume, la zeolita
natural y la diatomita [
1], [2], [3]. Estos insumos no solo permiten disminuir el contenido de cl
´
ınker, sino
que adem
´
as contribuyen a mejorar determinadas propiedades mec
´
anicas y de durabilidad, favoreciendo
un enfoque m
´
as sostenible en la ingenier
´
ıa de materiales [
4], [5].
Desde una perspectiva Ąsicoqu
´
ımica, las puzolanas se caracterizan por su alto contenido de s
´
ılice
y al
´
umina reactiva, capaces de reaccionar con el hidr
´
oxido de calcio liberado durante la hidrataci
´
on
del cemento para formar fases adicionales de gel C-S-H. Este proceso conduce a una reĄnaci
´
on de la
microestructura, reducci
´
on de la porosidad capilar y mejora en la resistencia frente a agentes agresivos
[
6], [7]. En particular, la s
´
ılice fume ha demostrado efectos signiĄcativos en la densiĄcaci
´
on de la matriz
cementicia y en la evoluci
´
on del desarrollo de la hidrataci
´
on, inĆuyendo directamente en la resistencia y
en la durabilidad del concreto de alto desempe
˜
no [
8], [9]. De manera complementaria, la combinaci
´
on
de GGBS y cenizas volantes ha evidenciado mejoras en la resistencia a la penetraci
´
on de cloruros y en
la estabilidad frente a ambientes qu
´
ımicos adversos [1], [5], [10].
Por su parte, las puzolanas naturales, como la zeolita y la diatomita, han cobrado especial inter
´
es
debido a su disponibilidad regional y a su contribuci
´
on a la econom
´
ıa circular. Diversos estudios han
se
˜
nalado que la incorporaci
´
on de zeolita natural puede reducir la permeabilidad y mejorar el compor-
tamiento frente a ciclos de secado-humedecimiento, mientras que la diatomita inĆuye positivamente en
la microestructura y en la respuesta frente a procesos de deterioro como congelamiento-deshielo [11],
[
12], [13]. Asimismo, investigaciones recientes han avanzado hacia modelos predictivos de evoluci
´
on
de resistencia y vida
´
util en concretos modiĄcados con diatomita, evidenciando la relevancia de estos
insumos en escenarios de exposici
´
on severa [
14].
En el
´
ambito del concreto de alto desempe
˜
no y de los sistemas geopolim
´
ericos, la utilizaci
´
on combi-
nada de cenizas volc
´
anicas, metacaol
´
ın y nanos
´
ılice ha mostrado mejoras en la compacidad, resistencia
mec
´
anica y estabilidad frente a agentes agresivos [
15], [16]. De igual forma, la modiĄcaci
´
on con es-
corias recicladas y materiales suplementarios emergentes ha permitido optimizar la durabilidad y el
comportamiento microestructural en concretos sostenibles [17], [18]. Particularmente, la s
´
ılice fume
contin
´
ua posicion
´
andose como uno de los aditivos m
´
as estudiados por su inĆuencia en la hidrataci
´
on
y en la resistencia a largo plazo [
19], mientras que la diatomita ha demostrado potencial para mejo-
rar el desempe
˜
no de concretos con agregados reciclados, reforzando su aplicabilidad en estrategias de
sostenibilidad estructural [20].
A pesar de la abundante producci
´
on cient
´
ıĄca sobre materiales puzol
´
anicos, los resultados rep orta-
dos presentan variaciones asociadas al tipo de insumo, porcentaje de reemplazo, condiciones de curado
y entorno de exposici
´
on. Estas diferencias metodol
´
ogicas diĄcultan la comparaci
´
on directa y la iden-
tiĄcaci
´
on de tendencias consolidadas en t
´
erminos de durabilidad. En consecuencia, se hace necesario
un an
´
alisis sistem
´
atico que integre y sintetice la evidencia disponible, permitiendo establecer criterios
t
´
ecnicos para la selecci
´
on
´
optima de insumos puzol
´
anicos en funci
´
on de su impacto en las propiedades
de durabilidad del concreto.
II. MARCO TE
Â
ORICO
Los materiales puzol
´
anicos suplementarios (SCMs) constituyen una estrategia t
´
ecnica y ambiental
clave para modiĄcar el desempe
˜
no del concreto, particularmente en t
´
erminos de durabilidad. Su eĄcacia
se fundamenta en dos mecanismos principales: la reacci
´
on puzol
´
anica qu
´
ımica con la portlandita liberada
durante la hidrataci
´
on del cemento y el efecto f
´
ısico de relleno (Ąller), que contribuye a la reĄnaci
´
on
de la porosidad capilar y a la densiĄcaci
´
on de la zona de transici
´
on interfacial (ITZ). Ambos procesos
conducen a la formaci
´
on adicional de geles tipo C-S-H y a una microestructura m
´
as compacta, con
menor conectividad de poros y menor permeabilidad [
6], [7], [19].
Ascoy K., y Cabrera A. Impacto de los insumos puzolÂanicos en las propiedades de durabilidad del concreto
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La mejora microestructural derivada de estos mecanismos se asocia directamente con un incremento
en la resistencia a la penetraci
´
on de cloruros, reducci
´
on del transporte de agentes agresivos y mayor
estabilidad qu
´
ımica frente a sulfatos y medios
´
acidos [2], [5], [14]. No obstante, la magnitud de estos
efectos depende de la naturaleza mineral
´
ogica del insumo, su Ąnura y el porcentaje de reemplazo
empleado. En este sentido, la ceniza volc
´
anica, material pirocl
´
astico rico en s
´
ılice y al
´
umina reactiva,
act
´
ua como puzolana natural cuando se incorpora como sustituto parcial del cemento Portland. Su
reactividad favorece la formaci
´
on de productos cementantes secundarios y la reducci
´
on del contenido
de hidr
´
oxido de calcio libre, lo que incrementa la estabilidad qu
´
ımica del sistema [
3], [6].
Estudios recientes han demostrado que concretos modiĄcados con ceniza volc
´
anica presentan mejo-
ras en la resistencia mec
´
anica a edades medias y largas, as
´
ı como en la compacidad microestructural
[11]. Asimismo, su combinaci
´
on con metacaol
´
ın y nanos
´
ılice en concretos de alto desempe
˜
no ha evi-
denciado un efecto sin
´
ergico en la reducci
´
on de porosidad y en la mejora del comportamiento frente a
ambientes agresivos [
11], [14]. Estos resultados conĄrman su potencial como alternativa sostenible en
regiones con disponibilidad de materiales volc
´
anicos. De esta manera, la diatomita, c ompuesta mayori-
tariamente por s
´
ılice amorfa derivada de microalgas fosilizadas, posee alta
´
area superĄcial y estructura
altamente porosa. Al emplearse como SCM, contribuye tanto por reacci
´
on puzol
´
anica como por efecto
Ąller, promoviendo una distribuci
´
on de poros m
´
as reĄnada [
13],[20].
Investigaciones recientes han evidenciado que la diatomita mejora el comportamiento frente a ciclos
de c ongelamientoŰdeshielo y permite modelar la evoluci
´
on de resistencia y vida
´
util bajo condiciones
severas [15]. Asimismo, su uso en concretos con agregados reciclados ha demostrado una mejora
en la estabilidad de la ITZ y una reducci
´
on signiĄcativa de la permeabilidad [
20]. En aplicaciones
geopolim
´
ericas y concretos ligeros, tambi
´
en se han reportado propiedades favorables en t
´
erminos de
estabilidad t
´
ermica y resistencia mec
´
anica [
10]. Por otra parte, la zeolita natural es un aluminosilicato
cristalino con estructura microp orosa y capacidad de intercambio i
´
onico. Su incorporaci
´
on en matrices
cementicias favorece la reacci
´
on con la portlandita y la formaci
´
on de fases cementantes adicionales,
incrementando la densidad de la pasta [18].
Diversos estudios han demostrado que la zeolita reduce la permeabilidad y mejora el desempe
˜
no
frente a la penetraci
´
on de cloruros y agentes agresivos, especialmente cuando se emplea en combinaci
´
on
con otros materiales suplementarios [
8], [12]. Su aplicaci
´
on en sistemas de alto desempe
˜
no ha mostrado
tambi
´
en mejoras en la resistencia al desgaste y en la estabilidad dimensional [
18]. As
´
ı mismo, la GGBS
es un subproducto v
´
ıtreo de la industria sider
´
urgica con actividad hidr
´
aulica latente. Cuando se emplea
como reemplazo parcial del cemento, participa en reacciones secundarias que generan productos de
hidrataci
´
on adicionales y contribuyen a la densiĄcaci
´
on microestructural [
1], [4]. La literatura evidencia
que la GGBS mejora la resistencia a edades medias y largas, incrementa la resistencia frente a la
penetraci
´
on de cloruros y sulfatos y optimiza el comportamiento frente a ciclos t
´
ermicos y ambientes
agresivos [
16], [17]. Adem
´
as, su combinaci
´
on con s
´
ılice fume ha mostrado efectos sin
´
ergicos en la
mejora de propiedades mec
´
anicas y de durabilidad [
5].
Por otra parte, el humo de s
´
ılice, compuesto por part
´
ıculas ultraĄnas de di
´
oxido de silicio amorfo,
presenta una elevada reactividad y un fuerte efecto de relleno. Su incorporaci
´
on conduce a una notable
reducci
´
on de la porosidad capilar y a la mejora de la zona de transici
´
on interfacial [7], [19]. En
concretos convencionales, de alta resistencia y de ultra alto desempe
˜
no, la s
´
ılice fume ha demostrado
incrementar la resistencia mec
´
anica y mejorar la resistencia frente a cloruros y sulfatos [
2], [9]. Asimismo,
su combinaci
´
on con GGBS y otros SCMs potencia la densiĄcaci
´
on del sistema ligante y favorece un
desempe
˜
no duradero en ambientes agresivos [5].
De esta manera, el metacaol
´
ın, puzolana altamente reactiva obtenida por calcinaci
´
on del caol
´
ın,
ha mostrado una capacidad signiĄcativa para reĄnar la estructura de poros y mejorar la resistencia
mec
´
anica y la durabilidad cuando se emplea solo o en combinaci
´
on con ceniza volc
´
anica o nanos
´
ılice
[
11], [14]. Estas combinaciones permiten desarrollar concretos de alto desempe
˜
no con menor absorci
´
on
de agua y mayor resistencia a la penetraci
´
on de agentes agresivos. La evidencia cient
´
ıĄca disponible
demuestra que los insumos puzol
´
anicos modiĄcan de manera sustancial la micro estructura del concreto
y, p or consiguiente, su comportamiento frente a mecanismos de deterioro como penetraci
´
on de cloruros,
ataque por sulfatos, ciclos de congelamientoŰdeshielo y procesos de Ąsuraci
´
on asociados a retracci
´
on y
transporte capilar [
2], [14], [15].
Sin embargo, los efectos no son universales ni lineales, ya que dependen del tipo de material, Ąnura,
Ascoy K., y Cabrera A. Impacto de los insumos puzolÂanicos en las propiedades de durabilidad del concreto
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dosiĄcaci
´
on y condiciones de exposici
´
on. Esta variabilidad metodol
´
ogica y experimental justiĄca la
necesidad de una revisi
´
on sistem
´
atica que sintetice cr
´
ıticamente los resultados existentes y permita
establecer criterios t
´
ecnicos fundamentados para el dise
˜
no de concretos sostenibles con alto desempe
˜
no
en durabilidad.
III. METODOLOG
Â
IA
La presente investigaci
´
on se desarroll
´
o como una revisi
´
on sistem
´
atica de la literatura, siguiendo
las directrices establecidas en la declaraci
´
on PRISMA 2020 (Preferred Reporting Items for Systematic
Reviews and Meta-Analyses), con el objetivo de garantizar transparencia, reproducibilidad y rigor en
la identiĄcaci
´
on y selecci
´
on de estudios cient
´
ıĄcos relacionados con el impacto de insumos puzol
´
anicos
en la durabilidad del concreto. La b
´
usqueda bibliogr
´
aĄca se realiz
´
o en las siguientes bases de datos
cient
´
ıĄcas de alto impacto: Scopus, Web of Science (Core Collection), ScienceDirect y SpringerLink.
Adicionalmente , se utiliz
´
o Google Scholar como herramienta complementaria para rastrear literatura
adicional y veriĄcar posibles omisiones.
La b
´
usqueda se delimit
´
o al per
´
ıodo comprendido entre 2021 y 2025, con el prop
´
osito de analizar
evidencia reciente sobre materiales cementantes suplementarios y su impacto en propiedades de dura-
bilidad del concreto. Se incluyeron publicaciones en ingl
´
es y espa
˜
nol. La estrategia de b
´
usqueda emple
´
o
combinaciones estructuradas de palabras clave y operadores booleanos, seg
´
un la siguiente ecuaci
´
on:
(Şsupplementary cem entitious material*Ť OR ŞSCM*Ť OR metakaolin OR Şsilica fumeŤ
OR Şvolcanic ashŤ OR Şnatural pozzolanŤ OR diatomite OR zeolite OR GGBS) AND
(concrete OR Şcementitious compositeŤ OR mortar) AND (durability OR Şchloride pene-
trationŤ OR Şsulfate attackŤ OR Şfreeze-thawŤ OR permeability OR Şwater absorptionŤ).
Esta estrategia permiti
´
o recuperar estudios que abordaran tanto la naturaleza de los insumos pu-
zol
´
anicos como su inĆuencia en propiedades mec
´
anicas, hidr
´
aulicas y, especialmente, de durabilidad.
Como resultado de la b
´
usqueda inicial se identiĄcaron 135 registros potencialmente relevantes
distribuidos entre las bases de datos consultadas (Figura
1). Se incluyeron estudios que cumplieran
con los siguientes criterios: art
´
ıculos cient
´
ıĄcos revisados por pares; estudios experimentales o re-
visiones sistem
´
aticas relacionadas con concretos o morteros modiĄcados con materiales puzol
´
anicos;
sustituci
´
on parcial del cemento por insumos como GGBS, ceniza volc
´
anica, diatomita, zeolita, s
´
ılice
fume o metacaol
´
ın; reportes cuantitativos de al menos una propiedad de durabilidad (penetraci
´
on de
cloruros, ataque por sulfatos, absorci
´
on de agua, sorptividad, ciclos de congelamientoŰdeshielo, per-
meabilidad) o propiedades mec
´
anicas relacionadas con desempe
˜
no en servicio; as
´
ı como informaci
´
on
expl
´
ıcita sobre porcentaje de reemplazo y condiciones de curado.
Mientras que los criterios de exclusi
´
on consideraron tesis, informes t
´
ecnicos, res
´
umenes de congre-
sos sin texto completo, estudios enfocados exclusivamente en pastas de cemento sin aplicaci
´
on clara
a concreto o mortero, investigaciones sobre geop ol
´
ımeros puros sin presencia de cemento Portland,
art
´
ıculos sin datos cuantitativos veriĄcables, publicaciones fuera del perio do 2021Ű2025 y documentos
duplicados entre bases de datos.
Por otra parte, el proceso de sele cci
´
on se realiz
´
o en cuatro fases, conforme a PRISMA 2020. En
principio, se recuperaron 135 registros iniciales. Tras la eliminaci
´
on de duplicados (n = 25), quedaron
110 estudios
´
unicos. Luego se realiz
´
o una revisi
´
on de t
´
ıtulos y res
´
umenes, excluyendo 60 art
´
ıculos
que no cumpl
´
ıan los criterios tem
´
aticos (por ejemplo, estudios sobre materiales no puzol
´
anicos o sin
evaluaci
´
on de durabilidad), quedando 50 art
´
ıculos para evaluaci
´
on en texto completo. Posteriormente,
durante la lectura completa, se excluyeron 30 estudios por no reportar datos cuantitativos suĄcientes,
no especiĄcar porcentajes de reemplazo o no abordar propiedades de durabilidad de manera directa.
Finalmente, 20 art
´
ıculos cumplieron con todos los criterios establecidos y fueron incluidos en la s
´
ıntesis
cualitativa y comparativa de esta revisi
´
on sistem
´
atica.
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Fig. 1. Diagrama de selecci
Â
on de documentos.
Fuente: elaboraci
Â
on propia.
Los estudios seleccionados fueron analizados considerando el tipo de insumo puzol
´
anico, por-
centaje de reemplazo, ensayos de durabilidad reportados, condiciones de curado y principales hallaz-
gos en resistencia y transporte de agentes agresivos. De esta manera, la s
´
ıntesis se desarroll
´
o medi-
ante comparaci
´
on tem
´
atica y an
´
alisis cr
´
ıtico de resultados, priorizando convergencias y discrepancias
metodol
´
ogicas.
IV. RESULTADOS
Los 20 estudios incluidos se agruparon en tres ejes dominantes: (i) SCMs industriales (principal-
mente GGBS y humo de s
´
ılice) con evidencia consistente en reĄnamiento microestructural y mejora
del transporte i
´
onico; (ii) puzolanas naturales (ceniza volc
´
anica y diatomita) con resultados altamente
dependientes de Ąnura, reemplazo y r
´
egimen de curado; y (iii) SCMs emergentes y combinaciones
(mezclas h
´
ıbridas en concreto de alto desempe
˜
no), donde la durabilidad se vincula estrechamente al
control de porosidad, ITZ y evoluci
´
on de productos de hidrataci
´
on. En conjunto, la literatura converge
en que la mejora de durabilidad se explica por la combinaci
´
on de reacci
´
on puzol
´
anica + efecto Ąller, que
reduce conectividad capilar, aumenta tortuosidad y fortalece la ITZ, disminuyendo as
´
ı la permeabilidad
y la susceptibilidad al ingreso de cloruros y otros agentes agresivos.
La evidencia revisada (Tabla 1) muestra que la GGBS se asocia de forma recurrente a mejoras de
desempe
˜
no en servicio, especialmente a edades medias y largas, por su contribuci
´
on a productos de
hidrataci
´
on adicionales y una matriz m
´
as densa. Los estudios comparativos y de modelado reportan
que el contenido y la forma de incorporaci
´
on (como ligante o como agregado tipo escoria) alteran la
permeabilidad, la resistividad y el rendimiento mec
´
anico, con implicaciones directas sobre la durabilidad.
En especial, los trabajos de revisi
´
on y modelado ofrecen consistencia para discutir tendencias y rangos
de reemplazo con enfoque de durabilidad (no solo resistencia).
Ascoy K., y Cabrera A. Impacto de los insumos puzolÂanicos en las propiedades de durabilidad del concreto
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Tabla 1. Cl
Â
uster seg
Â
un insumo principal.
Insumo principal Tipo de eviden-
cia
Sistema evaluado Aporte central en dura-
bilidad
GGBS [1], [4], [16],
[
17].
Revisi
Â
on y exper-
imental.
Concreto conven-
cional y sostenible.
Mejora transporte i
Â
onico,
estabilidad qu
Â
ımica y de-
sempe
˜
no a largo plazo.
S
Â
ılice fume [2], [7], [9],
[
19].
Experimental. Concreto conven-
cional, sostenible y
UHPC.
Reducci
Â
on de perme-
abilidad, refinamiento
de poros y densificaci
Â
on
microestructural.
Ceniza volc
Â
anica [3],
[
6], [11].
Revisi
Â
on y exper-
imental.
Concreto sostenible
y HPC.
Refinamiento mi-
croestructural y mejora
de estabilidad qu
Â
ımica.
GGBS + s
Â
ılice fume [5],
[
14].
Experimental. Concreto ecol
Â
ogico. Efecto sin
Â
ergico en
matriz cementicia y
reducci
Â
on de transporte
de cloruros.
Zeolita natural [8],
[
12], [18].
Revisi
Â
on y exper-
imental.
Concreto conven-
cional y RAC.
Reducci
Â
on de permeabil-
idad y conectividad capi-
lar. (efecto puzolÂanico +
filler).
Diatomita [10], [13],
[
15], [20].
Experimental. Concreto conven-
cional, RAC y
geopol
Â
ımeros.
Refinamiento de poros,
mejora ITZ y desempe
˜
no
en freeze±thaw.
Fuente: elaboraci
Â
on propia con base en los estudios incluidos.
El humo de s
´
ılice se identiĄca como uno de los SCMs m
´
as robustos para disminuir permeabilidad y
mejorar la resistencia al transporte de agentes agresivos, debido a su Ąnura extrema y reactividad. En
UHPC, su rol se vincula tambi
´
en a la cin
´
etica de hidrataci
´
on y al desarrollo resistente, lo que repercute
en microestructura y durabilidad.
Mientras que, la ceniza volc
´
anica y puzolanas naturales, se observa que, en los estudios incluidos,
el comportamiento se describe como altamente sensible a la reactividad mineral
´
ogica y al dise
˜
no de
mezcla. Los art
´
ıculos seleccionados permiten sostener la discusi
´
on de que el impacto en durabilidad es
positivo cuando la ceniza volc
´
anica est
´
a asociada a Ąnura adecuada y/o combinaci
´
on con otros SCMs
(en particular sistemas de alto desempe
˜
no).
La evidencia incluida muestra que la diatomita soporta mejoras microestructurales y de desempe
˜
no
frente a transporte (cloruros/absorci
´
on), adem
´
as de resultados espec
´
ıĄcos en freezeŰthaw y en concretos
con agregados reciclados. En este punto, la literatura del conjunto de 20 art
´
ıculos permite construir
una narrativa s
´
olida sobre ŞdensiĄcaci
´
on + ajuste de porosŤ y su relaci
´
on con durabilidad, sin depender
de estudios externos.
El an
´
alisis transversal de los estudios incluidos revela que los principales indicadores de durabilidad
evaluados se concentran en el transporte de agentes agresivos, la estabilidad frente a ambientes severos
y la modiĄcaci
´
on microestructural del sistema cementicio. Entre estos, los par
´
ametros asociados al
transporte Ůcomo absorci
´
on de agua, permeabilidad, penetraci
´
on de cloruros y resistencia frente a
medios qu
´
ımicosŮ constituyen el eje m
´
as recurrente y consistente en la literatura revisada. En t
´
erminos
generales, la incorporaci
´
on de materiales como la escoria granulada de alto horno (GGBS), el humo
de s
´
ılice y la diatomita tiende a reducir la conectividad capilar de la matriz cementicia, incrementando
la tortuosidad del sistema poroso y limitando el ingreso de especies i
´
onicas agresivas. Esta tendencia
se asocia con la formaci
´
on adicional de geles C-S-H y con el reĄnamiento de la zona de transici
´
on
interfacial, factores que explican la mejora observada en la resistencia al transporte de cloruros y en la
reducci
´
on de la permeabilidad global del concreto.
En el caso espec
´
ıĄco de la s
´
ılice fume, los estudios coinciden en se
˜
nalar una disminuci
´
on signiĄcativa
de la p orosidad capilar y una densiĄcaci
´
on de la micro estructura, lo que se traduce en una mayor re-
sistencia frente a la penetraci
´
on de agua y cloruros, especialmente en concretos de alto desempe
˜
no. De
manera similar, la GGBS muestra efectos positivos en la estabilidad qu
´
ımica del sistema ligante, favore-
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ciendo el desempe
˜
no a edades medias y largas y mejorando la resistencia frente a ambientes con sulfatos
o exposici
´
on prolongada a medios agresivos. La diatomita, por su parte, presenta un comportamiento
particularmente relevante en condiciones de congelamientoŰdeshielo, donde la reducci
´
on de defectos
microestructurales y la modiĄcaci
´
on del sistema poroso contribuyen a mitigar el da
˜
no acumulativo
asociado a ciclos t
´
ermicos.
M
´
as all
´
a de los indicadores individuales, la literatura revisada (Tabla
2) demuestra que los efectos en
durabilidad no pueden interpretarse de forma aislada de los mecanismos microestructurales subyacentes.
La mayor
´
ıa de los estudios establecen una relaci
´
on directa entre la reducci
´
on de la portlandita libre,
la formaci
´
on de productos cementantes secundarios y la redistribuci
´
on del tama
˜
no y conectividad de
poros. En este sentido, la microestructura act
´
ua como el v
´
ınculo explicativo entre la incorporaci
´
on del
insumo puzol
´
anico y el comportamiento macrosc
´
opico del concreto frente a agentes agresivos. Cuando
la reacci
´
on puzol
´
anica y el efecto Ąller se combinan adecuadamente, se observa una mejora consistente
en los indicadores de transporte; sin embargo, cuando el porcentaje de reemplazo excede el rango
´
optimo
o la Ąnura del material es insuĄciente, los beneĄcios pueden atenuarse o volverse dependientes de las
condiciones de curado.
Tabla 2. Cl
Â
uster acerca del mecanismo dominante
Mecanismo dominante Evidencia microestruc-
tural reportada
Efecto en sistema
poroso
ImplicaciÂon en dura-
bilidad
Reacci
Â
on puzol
Â
anica
(consumo de port-
landita y formaci
Â
on
adicional de C-S-H) [2],
[
7], [19].
SEM, XRD, an
Â
alisis de
hidrataci
Â
on.
Refinamiento de
poros capilares.
Reducci
Â
on de pene-
traci
Â
on de cloruros y
permeabilidad.
Efecto filler (relleno
f
Â
ısico y densificaci
Â
on
de ITZ) [
13], [20], [18].
Observaci
Â
on microestruc-
tural y an
Â
alisis de porosi-
dad.
Disminuci
Â
on de
conectividad capilar.
Menor absorci
Â
on y
transporte i
Â
onico.
Reacci
Â
on puzol
Â
anica +
efecto filler (acci
Â
on com-
binada) [
1], [5], [14],
[
16].
SEM/XRD y evaluaci
Â
on
mec
Â
anica±durabilidad.
Mayor tortuosidad
del sistema poroso.
Mejora global frente a
agentes agresivos.
Estabilizaci
Â
on qu
Â
ımica
del sistema ligante [
1],
[
4], [6].
Reducci
Â
on de Ca(OH)
2
libre y modificaci
Â
on de
productos de hidrataci
Â
on.
Matriz m
Â
as estable a
largo plazo.
Mayor resistencia a
sulfatos y ambientes
agresivos.
Optimizaci
Â
on mi-
croestructural en
sistemas h
Â
ıbridos
(HPC/UHPC) [11],
[
15], [17].
An
Â
alisis microestructural
avanzado.
Porosidad m
Â
as fina y
homog
Â
enea.
Durabilidad mejorada
en condiciones severas.
Fuente: elaboraci
Â
on propia con base en los estudios incluidos.
En s
´
ıntesis, el cl
´
uster transversal evidencia que la mejora en la durabilidad del concreto modiĄcado
con insumos puzol
´
anicos se explica principalmente por la densiĄcaci
´
on microestructural y la reducci
´
on
del transporte i
´
onico, m
´
as que por incrementos aislados en resistencia mec
´
anica. La consistencia de
esta tendencia en distintos tipos de materiales y conĄguraciones de mezcla refuerza la hip
´
otesis de
que el control del sistema poroso y de la zona de transici
´
on interfacial constituye el mecanismo central
mediante el cual los materiales puzol
´
anicos contribuyen al desempe
˜
no en servicio del concreto.
Los estudios incluidos que abordan sistemas h
´
ıbridos (p. ej., ceniza volc
´
anica en HPC combinada
con metacaol
´
ın y micro/nano s
´
ılice), presentes en la Tabla
3, permiten sostener que los beneĄcios de
durabilidad se potencian cuando la mezcla se formula con visi
´
on microestructural: control de distribuci
´
on
de poros, reducci
´
on de microdefectos, disminuci
´
on de conectividad capilar y productos de hidrataci
´
on
m
´
as densos. En este cl
´
uster, la discusi
´
on debe enfocarse menos en Ş% exactosŤ (porque no todos los
art
´
ıculos del conjunto reportan m
´
etricas comparables) y m
´
as en tendencias consistentes y en mecanismos
veriĄcables.
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Tabla 3. Cl
Â
uster de indicador evaluado
Indicador evaluado Tendencia general observada CondiciÂon clave reportada
Penetraci
Â
on / difusi
Â
on de
cloruros [
1], [2], [5], [14],
[
19].
Disminuci
Â
on significativa del
transporte i
Â
onico.
Reemplazos parciales moderados
y adecuada finura del SCM.
Permeabilidad y absorci
Â
on
de agua [
7], [9], [12], [13],
[
20].
Reducci
Â
on de conectividad
capilar y menor ingreso de
agua.
Densificaci
Â
on microestructural y
mejora de ITZ.
Resistencia a sulfatos y es-
tabilidad qu
Â
ımica [
1], [4],
[
6], [16].
Mayor estabilidad del sistema
ligante a edades medias y
largas.
Consumo de portlandita y for-
maci
Â
on adicional de C-S-H.
Freeze±thaw (ciclos hielo±
deshielo) [
10], [15].
Mejora en vida
Â
util y menor
da
˜
no acumulativo.
Control del sistema poroso y dis-
tribuci
Â
on fina de poros.
Desempe
˜
no integral
en sistemas h
Â
ıbridos
(HPC/UHPC) [
11], [17],
[
19].
Optimizaci
Â
on conjunta de re-
sistencia y durabilidad.
Mezclas ternarias o combinaciones
sin
Â
ergicas de SCMs.
Fuente: elaboraci
Â
on propia con base en los estudios incluidos.
El an
´
alisis comparativo de los estudios incluidos (Tabla
4) permite identiĄcar que el impacto de
los insumos puzol
´
anicos sobre la durabilidad del concreto no depende
´
unicamente del tipo de material
empleado, sino de manera decisiva del porcentaje de reemplazo del cemento y de las condiciones de
curado asociadas. La mayor
´
ıa de los trabajos experimentales analizan rangos de sustituci
´
on que oscilan
entre valores bajos y moderados, generalmente dentro de inte rvalos que permiten mantener un equilibrio
entre reactividad puzol
´
anica, densiĄcaci
´
on microestructural y conservaci
´
on de propiedades mec
´
anicas
tempranas.
De forma transversal, se observa que reemplazos parciales moderados tienden a maximizar los ben-
eĄcios en t
´
erminos de reducci
´
on de permeabilidad, resistencia a la penetraci
´
on de cloruros y estabilidad
frente a ambientes agresivos. En estos rangos, la combinaci
´
on de reacci
´
on puzol
´
anica y efecto Ąller
contribuye a la reĄnaci
´
on de poros y a la consolidaci
´
on de la zona de transici
´
on interfacial, generando
una matriz m
´
as compacta y menos susceptible al transporte de agentes da
˜
ninos. Sin embargo, cuando
los porcentajes de sustituci
´
on superan ciertos umbrales, algunos estudios reportan posibles penaliza-
ciones, particularmente asociadas a disminuci
´
on de resistencia temprana o variaciones en trabajabilidad,
lo que evidencia la necesidad de un dise
˜
no de mezcla cuidadosamente optimizado.
Asimismo, los resultados sugieren que la Şventana
´
optimaŤ de reemplazo no es universal, sino que
depende de la naturaleza mineral
´
ogica del insumo, su Ąnura, el tipo de cemento base y el entorno
de exposici
´
on previsto. En sistemas h
´
ıbridos o combinaciones ternarias, los rangos de desempe
˜
no
pueden ampliarse, especialmente cuando se logra una sinergia microestructural entre distintos materiales
suplementarios. En consecuencia, la s
´
ıntesis evidencia que el criterio t
´
ecnico no debe centrarse en
maximizar el porcentaje de sustituci
´
on, sino en identiĄcar el intervalo que garantice simult
´
aneamente
sostenibilidad, desempe
˜
no mec
´
anico y durabilidad en servicio.
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Tabla 4. Cl
Â
uster de rangos de reemplazo
Insumo / Sistema Rango analizado
(%)
Rango con mejor de-
sempe ˜no reportado
Penalizaciones identi-
ficadas
GGBS [1], [4], [16], [17]. 20±50%. 20±40%. Posible reducci
Â
on de re-
sistencia temprana.
S
Â
ılice fume [2], [7], [9],
[
19].
5±20%. 5±15%. Disminuci
Â
on de traba-
jabilidad / aumento de
retracci
Â
on si no se con-
trola.
Ceniza volc
Â
anica [3],
[
6], [11].
10±30%. 10±25%. Dependencia de finura
y reactividad min-
eral
Â
ogica.
Zeolita natural [8], [12],
[
18].
5±20%. 10±15%. Variabilidad seg
Â
un
porosidad inicial del
sistema.
Diatomita [10], [13],
[
15], [20].
5±25%. 10±20%. Posible reducci
Â
on de re-
sistencia inicial.
Mezclas h
Â
ıbridas (bina-
rias/ternarias) [
5], [11],
[
14], [17].
10±40% (total
SCM).
Depende de pro-
porci
Â
on sin
Â
ergica.
Sensibilidad a dise
˜
no
de mezcla y curado.
Fuente: elaboraci
Â
on propia con base en los estudios incluidos.
A. DiscusiÂon
Los resultados sintetizados en los cl
´
usteres evidencian que la incorporaci
´
on de materiales cemen-
tantes suplementarios (SCMs) modiĄca de manera consistente la micro estructura y el comportamiento
en durabilidad del concreto, aunque con matices dependientes del tipo de insumo y del rango de susti-
tuci
´
on. En el caso de la escoria granulada de alto horno (GGBS), m
´
ultiples estudios coinciden en se
˜
nalar
una mejora signiĄcativa en la estabilidad qu
´
ımica y en la reducci
´
on del transporte i
´
onico, atribuida tanto
a su actividad hidr
´
aulica latente como al reĄnamiento progresivo de la matriz a edades medias y largas
[
1], [4], [17]. Este comportamiento se conĄrma incluso cuando la escoria se emplea en sistemas con
agregados reciclados, donde contribuye a estabilizar la microestructura y reducir la susceptibilidad a
ataques qu
´
ımicos [16]. No obstante, se reconoce una posible penalizaci
´
on en resistencia temprana
cuando los porcentajes de reemplazo son elevados, lo que exige un dise
˜
no de mezcla cuidadosamente
balanceado [
1], [17].
En relaci
´
on con la micros
´
ılice (s
´
ılice fume), la literatura revisada demuestra un efecto altamente
consistente en la densiĄcaci
´
on de la matriz y el reĄnamiento del sistema poroso, producto de la combi-
naci
´
on entre reacci
´
on puzol
´
anica acelerada y efecto Ąller [
2], [7], [9]. Este fen
´
omeno se vuelve a
´
un m
´
as
evidente en concretos de muy alto desempe
˜
no (UHPC), donde la reducci
´
on de la portlandita libre y
la formaci
´
on adicional de gel C-S-H generan microestructuras m
´
as homog
´
eneas y compactas [
19]. Sin
embargo, la mejora en durabilidad puede acompa
˜
narse de disminuciones en trabajabilidad o incrementos
en retracci
´
on si no se optimiza la dosiĄcaci
´
on [
2].
Las puzolanas naturales, particularmente la ceniza volc
´
anica, muestran un comportamiento depen-
diente de su composici
´
on mineral
´
ogica y Ąnura. Las revisiones recientes indican que su incorporaci
´
on
favorece el reĄnamiento microestructural y mejora la estabilidad qu
´
ımica del sistema, especialmente
cuando se emplea en reemplazos moderados [
3], [6]. En sistemas de alto desempe
˜
no que combinan
ceniza volc
´
anica con metacaol
´
ın o nano-s
´
ılice, se observa un efecto sin
´
ergico que potencia la compaci-
dad y el desempe
˜
no mec
´
anico [
11]. Estos hallazgos sugieren que la reactividad efectiva del material,
m
´
as que su origen, determina su impacto en durabilidad.
En el caso de la zeolita natural, su comportamiento combina reacci
´
on puzol
´
anica y efecto f
´
ısico
de relleno. Estudios experimentales y revisiones integrales evidencian reducci
´
on de permeabilidad y
mejora de la zona de transici
´
on interfacial (ITZ), incluso en concretos con agregado reciclado [
8], [12],
[
18]. Esta dualidad qu
´
ımicaŰf
´
ısica resulta particularmente relevante en sistemas donde el control de la
conectividad capilar es determinante para la durabilidad a largo plazo.
La diatomita, por su parte, presenta un desempe
˜
no interesante en t
´
erminos de reĄnamiento de
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poros y estabilidad frente a condiciones t
´
ermicas severas. Investigaciones recientes muestran mejoras
en microestructura y comportamiento frente a ciclos freezeŰthaw, as
´
ı como en concretos con agregado
reciclado [10], [13], [15], [20]. No obstante, al igual que otras puzolanas naturales, su efecto depende
cr
´
ıticamente del rango de sustituci
´
on y del r
´
egimen de curado aplicado.
De manera transversal, los estudios coinciden en que los mejores resultados en durabilidad se
alcanzan generalmente en rangos moderados de reemplazo (aproximadamente 10Ű25 % para la mayor
´
ıa
de los SCMs Ąnamente molidos), donde se equilibra la reducci
´
on del cl
´
ınker con la conservaci
´
on de
resistencia inicial adecuada [1], [2], [3], [14]. En sistemas h
´
ıbridos o ternarios, la combinaci
´
on estrat
´
egica
de SCMs puede optimizar simult
´
aneamente resistencia y durabilidad, aunque incrementa la sensibilidad
al dise
˜
no de mezcla y a las condiciones de curado [5], [11], [14].
La evidencia sugiere que la mejora en durabilidad no responde a un
´
unico mecanismo aislado, sino a
la interacci
´
on entre reacci
´
on puzol
´
anica, efecto Ąller y estabilizaci
´
on qu
´
ımica del sistema ligante. Este
comportamiento integrado explica la reducci
´
on sistem
´
atica en permeabilidad, penetraci
´
on de cloruros
y susceptibilidad a ambientes agresivos observada en la mayor
´
ıa de los estudios analizados [
1], [5],
[
14], [18]. Sin embargo, la heterogeneidad en metodolog
´
ıas experimentales y escalas de evaluaci
´
on
diĄculta establecer par
´
ametros universales, lo que refuerza la necesidad de criterios de dise
˜
no basados
en desempe
˜
no y no
´
unicamente en porcentajes de sustituci
´
on.
CONCLUSIONES
La evidencia sintetizada conĄrma que la incorporaci
´
on de materiales cementantes suplementarios
constituye una estrategia t
´
ecnicamente viable y ambientalmente necesaria para el desarrollo de concretos
con menor huella de carbono y mayor desempe
˜
no en servicio. M
´
as all
´
a de la reducci
´
on del contenido
de cl
´
ınker, los resultados muestran que la mejora en durabilidad responde a una modiĄcaci
´
on integral
de la microestructura, derivada de la interacci
´
on entre reacci
´
on puzol
´
anica, efecto Ąller y estabilizaci
´
on
qu
´
ımica del sistema ligante.
Los materiales industriales, como la GGBS y la s
´
ılice fume, presentan comportamientos m
´
as predeci-
bles y consistentes, particularmente en t
´
erminos de reducci
´
on del transporte i
´
onico y densiĄcaci
´
on de la
matriz. En contraste, las puzolanas naturales, como ceniza volc
´
anica, zeolita y diatomita, evidencian
una mayor dependencia de variables como Ąnura, reactividad mineral
´
ogica y r
´
egimen de curado, aunque
pueden alcanzar desempe
˜
nos comparables cuando se emplean en rangos
´
optimos de sustituci
´
on.
De manera transversal, los mejores resultados se concentran en reemplazos moderados, donde se
equilibra la reducci
´
on de cl
´
ınker con la preservaci
´
on de resistencia inicial adecuada. Este hallazgo sugiere
que la optimizaci
´
on del dise
˜
no de mezcla debe orientarse hacia enfoques basados en desempe
˜
no y no
´
unicamente en porcentajes de sustituci
´
on.
Finalmente, la revisi
´
on pone de maniĄesto que la sostenibilidad en el concreto no es
´
unicamente
una cuesti
´
on de reducci
´
on de emisiones, sino de extensi
´
on de la vida
´
util estructural. La durabilidad
mejorada se traduce en menores intervenciones de mantenimiento y, por ende, en una reducci
´
on indirecta
de emisiones asociadas a rehabilitaci
´
on y reconstrucci
´
on. En este contexto, la integraci
´
on estrat
´
egica
de SCMs representa un eje central para avanzar hacia infraestructuras m
´
as resilientes y alineadas con
los retos ambientales contempor
´
aneos.
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